国内造纸废水处理技术的研究进展

2010.No28摘要查阅相关文献资料，介绍了造纸废水处理技术的研究进展，分析、归纳和总结了吸附法、絮凝沉淀法、高级氧化技术、生态废水处理技术、生物法及组合工艺对造纸废水化学需氧量（COD）等的去除效果，为降低造纸废水处理的运行成本，提高去除效果提供了有价值的参考。关键词造纸废水处理技术综述造纸废水具有污染物种类多、色度高、COD高和排放量大等特点。废水中含有大量的有机物质、悬浮物、致癌、致畸、致突变的有毒有害物质等，若不经有效处理而直接排放，将对人类的生存环境和自然界的生态平衡造成严重的破坏，为了降低造纸废水处理的运行成本，提高去除效果以及更系统的深入研究，现将国内造纸废水处理技术的研究进展综述如下，供大家学习参考。1吸附法吸附法具有处理效果好、操作简单、运行费用低等优点。田淑卿等通过正交试验,对粉煤灰处理造纸废水的影响因素进行了研究，结果表明:对粉煤灰进行活化,能增加其对造纸废水化学需氧量（COD）的去除效果;最佳的试验设计方案为:粉煤灰经40%硫酸活化、粒度160～200目、投加量为30g/100ml;影响COD去除率的大小顺序为:投加量影响最大,粒度次之,活化方式影响最小。2絮凝沉淀法絮凝沉淀法具有工艺简单、易于操作管理、有较高COD去除率,又可以避免二次污染,成本低且处理效果好，具有较好的经济效益和环境效益。张福宁等将壳聚糖与硫酸铝进行配比制得复合净水剂处理废水,COD的去除率可达85%以上。高飞等用复合聚铁絮凝剂FPAS处理造纸厂中段废水，结果表明COD去除率可达88％左右，优于传统的絮凝剂。3高级氧化技术3.1臭氧法乔维川等研究了用臭氧法深度处理制浆造纸废水的工艺条件，结果表明：臭氧与废水接触时间为5min、pH值8左右、臭氧的浓度为42.55mg/L时，废水CODCr的去除率为80%以上，色度的去除率为93.34%。刘剑玉等采用臭氧预氧化-曝气生物滤池(BAF)工艺对某钞票纸厂废水进行深度处理。结果表明,臭氧预氧化处理能提高废水的可生化性,废水经臭氧预氧化-BAF工艺处理后(臭氧用量100mg/L,臭氧与废水接触时间5min,BAF水力停留时间2.0h)出水CODCr浓度约40mg/L,色度几乎完全去除,能够达到较高的废水排放标准或作为中水回收利用。3.2Fenton体系氧化法王兆江等采用Fenton体系氧化-絮凝工艺深度处理制浆造纸废水，废水经UV/Fenton体系氧化-絮凝处理后，色度、COD、BOD污染负荷基本去除，达到制浆造纸工业水污染物排放标准，红外光谱分析表明：废水中木素结构被UV/Fenton氧化降解，苯环结构开裂转化为脂肪族羧酸类物质。3.3催化湿式氧化法国内造纸废水处理技术的研究进展杨宗胜(重庆市梁平县环保局,重庆404200)刘学文等以过渡金属氧化物CuO为活性组分，采用催化湿式氧化法处理造纸废水，考察Cu负载量、催化剂用量、反应温度对废水COD去除率的影响。结果表明：固定氧气分压在2.5MPa和反应时间3h，催化剂用量为3g，Cu负载量为4%，反应温度为220℃，500mL浓度为3250mg/L造纸废水的COD去除率为90%，色度去除率为89%，pH值由9.6变为7.8。3.4光催化欧阳明等以复合表面活性剂为模板剂，微波法制备不同Ce掺杂量的介孔WO3光催化剂，采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、UV-VisDRS和BET等对所得样品进行表征。实验表明，当Ce掺杂量为1％时，造纸废水的光催化降解效果最佳。以1％Ce/WO3为催化剂，光催化降解造纸废水12h，废水的色度和COD去除率分别为100％和83.4％。4生态废水处理技术基于生态学原理的人工湿地污水处理技术是一项新型的废水处理技术，通过对人工湿地系统的合理规划与设计，可以实现污染的零排放，并最终使污水资源化。李丽娜等利用垂直复合流模拟人工湿地系统对废纸造纸废水进行处理实验研究,结果表明,废纸造纸废水经氧化塘系统处理后的pH值7.2～7.4,BOD5、CODCr、SS平均浓度分别为416mg/L、543mg/L、429mg/L,水负荷0.053m3/(m2d)的条件下,经人工湿地处理后BOD5、CODCr、SS的去除率分别为94.9%、91.4%、98.0%，系统性能稳定,连续稳定运行12个月,处理后的尾水主要指标达到制浆造纸工业水污染物排放标准,可用于农灌。5生物法5.1好氧法好氧法主要包括活性污泥法和生物膜法等两种方法。5.1.1活性污泥法。SBR活性污泥废水处理制装造纸SBR(SequencingBatchReactor)即序批式反应器，是一种间歇式活性污泥处理系统，它已经成为一种简单可靠、经济有效和多功能的生化处理工艺，普通活性污泥法的BOD和悬浮物去除率都很高，达到90～95%左右，COD去除率达到80％以上。5.1.2生物膜法。胡维超采用浸没式膜生物反应器S-MBR进行了造纸废水的中试处理试验，结果表明COD去除率高达95%。5.2厌氧法厌氧生物处理技术是对普遍存在于自然界的微生物过程的人为控制与强化技术，是处理有机污染和废水的有效手段。造纸废水含大量有机物及难降解物质，适宜用厌氧法进行预处理。IC反应器是在UASB反应器的基础上发展起来的第三代高效厌氧反应器，它具有处理量大，投资少，处理效率高，抗冲击能力强，能耗低，占地省等优点，拥有良好的产业化发展前景，通过采用强制外循环IC反应器完成了造纸废水的启动研究，其COD去除率维持在73%-75%之间，其应用范围已成为废水厌氧生物处理的热点之一。5.3酶处理法（下转第33页）2010.No28无子遗，犹不足养，人事之权殚矣。”这是说能利用的土地都已经利用了，又做到了精耕细作，生产的发展已达到了极限。“驱人归农，无田可耕。驱人归业，无技须人。”人满为患，简直到了要以“百农治一亩，千人治一店”的程度。这种人地比例表明，整个社会的生活水平已下降到“饥寒界限”以下。在沉重的人口压力下，中国的农民既苦于劳动所得低于维持生活所需，又不得不在边际效益降低的情况下继续投入大量劳动。正是他们的廉价劳动，勉强支撑着危机四伏的中国社会。人口对于土地的压力是显而易见的，因为连那些边远地区的人口也呈饱和状态。例如，富饶的四川盆地在十八世纪就吸收了大量的外来移民，早已人满为患；甚至它的东部山区也住满了其他省份因歉收而来的难民。广西的几条河谷地带是广东东部客家在十八世纪移居的地方，这里土地的竞争也很激烈。在多山的湖南西部，外来移民在1795年与当地的苗族还爆发了严重的冲突。[12]第三，人口增加导致了物价上涨。19世纪初，社会危机的种种征兆开始出现。最明显的危机信号是粮食价格上涨，这一方面权威性的研究结果当推彭信威所著的《中国货币史》。该书开列的“清代米价表”展示了清代米价变化的趋势。以1680年的米价为基数，到1800年为止的120年，米价上涨了6倍多。[13]以乾隆六年（1741年）人均积谷32.96市斤为基数，到嘉庆二十年（1820年）则减少到15.4市斤，递减率达54%。[14]乾隆十三年间朝廷曾询问各督抚关于米价上涨的原因，不少督抚的回答提到了人口增加的因素。我们知道，一定历史阶段的人口状况，即人口数量的多少，质量的高低，增长的快慢，对社会的发展会起加速或延缓的作用，对社会历史的进程具有重大的影响。当某一封建王朝的人口高峰或激增因素登上舞台，同时土地兼并、税收、徭役加剧，这就必然会使社会生产中的劳动人口游离于土地之外，社会经济也就因此而缩小，国库收入锐减，统治者为加重税收以弥补财政亏空，就更对人民加重剥削，这种恶性循环使越来越多的农民被从土地上“赶走”，社会生产无法进行，农民遂揭竿起义，加剧了社会危机；同时也使中国在19世纪到来时被历史的巨流远远抛开了，中西的差距越拉越大，日益陷入被动挨打的局面。参考资料[1]《剑桥中国晚清史》（上卷），（美）费正清编，中国社会科学出版社93年版第155页；[2]《天朝的崩溃》，茅海建著，生活.读书.新知三联书店95年版，第48页；[3]《剑桥中国晚清史》（上卷），（美）费正清编，中国社会科学出版社93年版，第118页；[4]《清朝文献通考》卷一九《户口》一；[5]《中国古代史》，朱绍侯主编，福建人民出版社85年版，第294—295页；[6]《清朝文献通考》卷一九《户口》一；[7]《清史稿》卷一二一《食货》二；[8]《剑桥中国晚清史》（上卷），（美）费正清编，中国社会科学出版社93年版，第114页；[9]《剑桥中国晚清史》（上卷），（美）费正清编，中国社会科学出版社93年版，第116页；[10]《重新认识百年中国》，冯林主编，改革出版社98年版，第321页；[11]《中国经济思想史》下册，上海人民出版社84年版，第75页）[12]《剑桥中国晚清史》（上卷），（美）费正清编，中国社会科学出版社93年版，第116页；[13]《清高宗圣训》卷八十二；[14]《清朝续问献通考》卷六十三吴香波等研究了白腐菌采绒革盖菌Coriolusversicolor漆酶对木素聚合的影响，在有氧条件下，通过添加漆酶和少量ABTS介体到水样中，用紫外分光光度计测定了其中木素浓度变化，利用凝胶色谱法分析了酶催化聚合木素前后的分子量的变化，结果表明：酶处理6h以后，废水中木素浓度从93.1mg/L下降到17.2mg/L，酶处理2h以后，从造纸厂污水分离的木素的分子量从31251上升到58610，造纸废水中木素及其衍生物被聚合后通过絮凝沉淀除去，从而实现废水色度与COD降低，进而为造纸废水回用提供可能。6组合工艺毕芳等采用ABR(折流板反应器)&BAF(曝气生物滤池)组合工艺处理造纸废水，运行结果表明：在进水CODcr400～500mg/L，BOD5200～300mg/L时，处理后出水水质可达到《制浆造纸工业水污染物排放标准》(GB3544-2008)第二时段一级标准之现有企业水污染排放限值：CODcr≤100mg/L,BOD5≤30mg/L，该工艺简单，占地面积小，运行方便，运行费用低。广纸南沙污水处理厂采用“IC(内循环)厌氧反应器-SBR-气浮”三级处理工艺处理制浆造纸废水,处理效果稳定,各项出水考核指标(BOD、COD、SS)均能够达到设计值，就目前污水处理的技术水平来说,是较理想的处理工艺。7结语综上所述,造纸废水处理技术较多,各种技术都有一定的不足之处，在实际应用中多采用组合工艺，取长补短，达到经济性和实用性的统一，随着现代科技水平的不断发展,将有更多更先进的造纸废水处理技术应用于实践,这些处理技术，必将对造纸废水处理技术的系统研究奠定坚实的基础。参考文献[1]田淑卿,时鹏辉.利用活化粉煤灰处理造纸废水的研究[J].电力环境保护,2009,25(5):55-57.[2]张福宁,董怡华,李亮.甲壳素—壳聚糖处理造纸废水的研究[J].预防医学情报杂志,2008,24(6):461-464.[3]高飞,刘卫海,李科林,等.复合聚铁絮凝剂FPAS处理造纸中段废水的实验研究[J].精细化工中间体,2009,39(2):56-59.[4]乔维川,李海燕,洪建国,等.臭氧深度氧化处理制浆造纸废水的研究[J].中华纸业,2010,31(1):52–55.[5]刘剑玉,汪晓军,陈彦.臭氧预氧化-BAF深度处理造纸废水[J].中国造纸,2009,28(9):36–38.[6]王兆江,陈克复,丁永奎,等.UV/Fenton法处理制浆造纸废水相关因子筛选[J].中华纸业,2010,31(2):10-14.（上接第26页）